یکی از پارامترهای مهم فرآیند تصفیه فاضلاب در انواع پکیج تصفیه فاضلاب، مقدار فسفر موجود در آن میباشد. اثرات زیانبار ترکیبات حاوی نیتروژن و فسفر، منجر به وضع قوانین زیستمحیطی محدودکننده در تخلیه فاضلاب به منابع پذیرنده شده است. از جمله این اثرات میتوان به رشد زیاد گیاهان آبزی، سمیت آمونیاک و ایجاد پدیده اوتریفیکاسیون، آلودگی آبهای زیرزمینی به فسفات و نیترات، اشاره کرد. در ادامه این مقاله از گروه صنعتی فرآب تدبیر، به بررسی روشهای شیمیایی و بیولوژیکی در حذف فسفر از فاضلاب می پردازیم. در شرکت فرآب تدبیر انواع پکیج تصفیه فاضلاب صنعتی، شیمیایی، بهداشتی و پکیج تصفیه فاضلاب صنایع غذایی و دیگر انواع فاضلاب طراحی و تولید می شود.
مشخصات فنی و ظرفیت های مختلف انواع پکیج تصفیه فاضلاب با مهندسین شرکت فرآب تدبیرمشاوره رایگان داشته باشید.
فسفر موجود در فاضلاب
فاضلاب شهری معمولا حاوی 5 تا 20 میلیگرم در لیتر فسفر کل می باشد که 1 تا 5 میلیگرم در لیتر آن آلی و بقیه غیر آلی است. فسفر یکی از ارکان اصلی مواد شوینده مصنوعی است. سهم فسفر تولیدی برای هر فرد، بین 0.65 تا 4.80 گرم در هر نفر در روز با میانگین حدود 2.18 گرم متغیر است.
فسفرها در محلولهای آبی عمدتا به دو صورت یافت میشوند:
۱. ارتوفسفاتها: این نوع فسفرها برای فعالیتهای متابولیکی بیولوژیکی مورد استفاده قرار میگیرند و معمولا به سرعت هضم میشوند.
۲. پلیفسفاتها: این اقلام شامل مولکولهای پیچیدهای با حداقل دو دسته فسفر، اکسیژن و در برخی موارد اتم های هیدروژن هستند. این پلیفسفاتها معمولا تحت عمل هیدرولیز قرار میگیرند و به فرمهای ارتوفسفات باز میگردند، اما این فرآیند معمولا کمی کند است.
به طور معمول، تصفیه اولیه تنها قادر به حذف 1-2 میلی گرم فسفر در هر لیتر است، به همین دلیل مقدار زیادی فسفر در پساب نهایی تخلیه شده و منجر به اتروفیکاسیون آب های سطحی شده است. با توجه به قوانین جدید، تخلیه فاضلاب به پذیرنده های طبیعی تنها در صورتی مجاز است که حداکثر فسفر مجاز در آن 2 میلی گرم در هر لیتر باشد. بنابراین، باید از روش های پیشرفته تر برای حذف فسفر از فاضلاب استفاده شود.
باکتریهای حذفکننده فسفر (PAOS)
باکتریهای حذف کننده فسفر از نوع هتروتروف هستند که برای عملکرد خود به یک منبع کربن آلی نیاز دارند. باکتریهای PAOs (Phosphorus Accumulating Organisms) دارای تمایل بیشتر به تجزیه مواد راحت پذیر مانند اسیدهای چرب ویژه مانند استات، پروپیونات و بوتیریت هستند. این باکتریها در فاضلاب شهری بیشترین درصد را به خود اختصاص دادهاند.
این باکتریها دارای فیزیولوژی پیچیدهای هستند. فرایند حذف کردن توسط آنها بسیار جالب است، به این دلیل که باکتری حذفکننده فسفر، این ماده را به صورت پلیمر معدنی یا آلی در بدن خود ذخیره مینماید. نرخ رشد باکتریهای حذفکنندهی فسفر بسیار کندتر از باکتری حذفکنندهی COD است. اگر این باکتریها در شرایط عادی در مخزن هوازی قرار گیرند، هیچ فعالیت مفیدی انجام نخواهند داد.
روش های شیمیایی حذف فسفر از فاضلاب
• افزایش نمک های فلزی (آهن و آلومینیم)
با استفاده از نمکهای فلزی با غلظت بین ۸۰ تا ۹۰ درصد، میتوان فسفر را از حلال حذف کرد. برای کاهش غلظت فسفر به کمتر از ۱ میلیگرم در لیتر، استفاده از نمکهای فلزی به همراه زلالساز توصیه میشود. اگر عملیات زلالسازی بهینه باشد، غلظت فسفر و TSS در خروجی به ترتیب کمتر از ۱ میلیگرم در لیتر و ۱۵ میلیگرم در لیتر کاهش مییابد.
• افزودن آهک
برای کاهش غلظت فسفر به مقدار 0.5 میلیگرم در لیتر، توصیه میشود از فیلتراسیون برای تصفیه فاضلاب استفاده کنید. همچنین، برای این منظور، افزودن آهک به تانک تهنشین اولیه و خروجی زلالساز ثانویه پیشنهاد میشود. برای حذف فسفر، میتوان از دو نوع سیستم افزودن آهک استفاده کرد:
1- سیستم تکمرحلهای با مصرف کم آهک
2- سیستم دو مرحلهای با مصرف زیاد آهک. کنترل دقیق بر pH و فرآیند اختلاط در سیستمهای تزریق آهک بسیار حائز اهمیت است.
فرآیندهای بیولوژیکی حذف فسفر از فاضلاب
در طول ۲۰ سال گذشته، چندین نوع فرآیند رشد معلق بیولوژیکی برای حذف فسفر (BPR) توسط دانشمندان طراحی شدهاند. تمامی آنها شامل مرحلهی اصلی مخزن بدون هوا پیش از ناحیهی هوازی هستند. روشهای حذف فسفر از فاضلاب شامل فرآیندهای فورداکس، A₂O و UCT میباشند. این روشها جزء رایجترین فرآیندهای حذف فسفر از فاضلاب به شمار میروند.
۱-فرآیند حذف فسفر با روش فورداکس (A/O):
در این فرآیند، نیتریفیکاسیون انجام نمیشود و برای ایجاد شرایط مناسب برای حذف بیولوژیکی فسفر، زمان ماند بین ۳۰ دقیقه تا ۱ ساعت در نظر گرفته میشود. زمان بقاء مایع مخلوط در ناحیه هوازی، بسته به شرایط دمایی، بین ۲ تا ۴ روز متغیر است.
۲- فرآیند حذف فسفر از فاضلاب با روش A₂O :
فرآیند تصفیه فاضلاب A₂O شکل اصلاح شده فراتر از فرآیند A/O میرود. در این فرآیند، یک ناحیه انوکسیک برای انجام دنیتریفیکاسیون بهکار گرفته میشود و زمان ماند تقریبی یک ساعت است. با استفاده از ناحیه انوکسیک، مقدار نیتراتی که وارد ناحیه بیهوازی میشود، از طریق لجن برگشتی به حداقل مقدار ممکن کاهش مییابد.
۳- فرآیند باردنفوی اصلاح شده (۵ مرحله ای):
در این فرآیند A₂O، روش چرخش لجن به شیوهای متفاوت از دیگر فرآیندها است. برای انجام دنیتریفیکاسیون تکمیلی، در مرحله انوکسیک دوم، نیترات تولید شده به عنوان پذیرنده الکترون در مرحله هوازی استفاده میشود. علاوه بر این، کربن آلی به عنوان دهنده الکترون از خودخوری جرم سلولی نیز استفاده میشود. مرحله هوازی پایانی برای رهاسازی گاز نیتروژن از محلول و کاهش فسفر آزاد شده در ته نشینی ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد.
۴- فرآیند حذف فسفر با روش UCT (استاندارد و اصلاح شده):
فرآیند UCT در سیستم تصفیه دانشگاه کیپ تاون ابداع شد. این فرآیند، شبیه به فرآیند A₂O است، اما دارای ۲ تفاوت اساسی میباشد: 1) لجن فعال برگشتی به جای هوادهی وارد منطقه آنوکسیک میشود و 2) چرخش داخلی از منطقه آنوکسیک به واحد بیهوازی انجام میشود. در فرآیند UCT اصلاح شده، از دو مرحله آنوکسیک متوالی استفاده میشود.
۵- فرایند حذف فسفر از فاضلاب به روش VIP:
فرآیند VIP شبیه به فرآیندهای A₂O و UCT است، با این تفاوت که فقط روشهای بازگشت جریان آنها متفاوت است. در این فرآیند، مناطق مختلف مرحلهبندی شده و شامل حداقل دو تانک مخزن بازهمآمیخته به صورت سری هستند. لجن فعال با جریان بازگشتی از منطقه هوازی به ورودی تانک آناکسیک تخلیه میشود. مایع مخلوط از منطقه آناکسیک هم به ابتدای منطقه بیهوازی برگشت داده میشود و برای تصفیه فاضلاب بهداشتی نتایج مطلوبی ایجاد میکند.
۶- فرآیند ژوهانسبورگ:
این فرایند برای کاهش ورود نیترات به منطقه آناهایدروبیک، با توالی بیهوازی-آناهایدروبیک-بیهوازی-هوازی برای حذف بیولوژیکی فسفر به حداکثر میزان انجام میشود.
۷- حذف بیولوژیکی فسفر با روش SBR :
سیستم تصفیه فاضلاب SBR از یک مرحله واکنش بی هوازی برای حذف نیترات استفاده میکند. این فرآیند شامل مرحله نیتریفیکاسیون جهت تبدیل نیترات به نیتروژن گاز است. همچنین یک مرحله انوکسیک بعد از هوادهی برای افزایش کارایی فرایند نیتریفیکاسیون و تولید نیترات در نظر گرفته شده است.
۸- فرایند حذف فسفر به روش فوستریپ:
فرآیند فوستریپ اصلی از جنبههایی بی هوازی / هوازی است. شرایط بی هوازی با انجام عملیات نگهداری لجن مازاد در یک تغلیظکننده ثقلی برای مدت طولانی تقریباً ۸ تا ۱۲ ساعت فراهم میشود. سپس، مایع رویی حوضچه از طریق روشهای شیمیایی تصفیه شده و به حوضه هوازی بازگردانده میشود.
سخن پایانی
مقادیر فسفر و مشتقات آن به همراه نیترات، از آلایندگیهای مهم فاضلابها هستند و معمولاً در کنار یکدیگر دیده میشوند. خوشبختانه، روشهای حذف آنها نزدیک به یکدیگر هستند. حضور فسفر باعث کاهش نسبت BOD/COD میشود، که نشان دهندهی این است که تصفیه بیولوژیکی به تنهایی قادر به حذف فسفر از فاضلاب نیست. در این حالت، تصفیه شیمیایی بهبود قابلتوجهی در حذف فسفر از فاضلاب ایجاد میکند. پس از اعمال تصفیه شیمیایی، فرایند بیولوژیکی ترکیبی میتواند به راندمان 98٪ در حذف فسفر برسد. شرکت مهندسی فرآب تدبیر تصفیه، در زمینه تصفیه و بازیافت فاضلاب، آمادهی ارائه خدمات مشاوره، طراحی، بهسازی، نصب و راهاندازی تصفیهخانههای شما است. برای کسب اطلاعات بیشتر، با ما ارتباط برقرار کنید.
